EP0449924A1 - Procede de determination de l'activite biologique d'un sol. - Google Patents

Procede de determination de l'activite biologique d'un sol.

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EP0449924A1
EP0449924A1 EP90900902A EP90900902A EP0449924A1 EP 0449924 A1 EP0449924 A1 EP 0449924A1 EP 90900902 A EP90900902 A EP 90900902A EP 90900902 A EP90900902 A EP 90900902A EP 0449924 A1 EP0449924 A1 EP 0449924A1
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soil
alkaline phosphatase
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enzymatic activity
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    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • C12Q1/42—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving phosphatase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2334/00—O-linked chromogens for determinations of hydrolase enzymes, e.g. glycosidases, phosphatases, esterases
    • C12Q2334/10—O-linked chromogens for determinations of hydrolase enzymes, e.g. glycosidases, phosphatases, esterases p-Nitrophenol derivatives

Definitions

  • the present invention relates, in general, to a method for determining the biological activity of a soil.
  • the alkaline phosphatase content can be determined indirectly by measuring its enzymatic activity, which can be demonstrated, for example, by the degradation of p-nitrophenyl phosphate to p-nitrophenol.
  • another so-called characteristic is the internal surface of the soil, that is to say the surface deployed by a given quantity of soil spread out in an elementary layer.
  • another so-called characteristic with which the measurement of alkaline phosphatase is correlated is the organic carbon content of the soil.
  • another so-called characteristic with which the measurement of alkaline phosphatase is correlated is the cation exchange capacity of the soil.
  • the measurements made on the reference soils make it possible to derive from the graphical representation of their correlation a regression line and the axis / regression line assembly forms an abacus which is then used to estimate the biological activity of the soil subjected to the determination.
  • the values of the enzymatic activity are compared. of the alkaline phosphatase given, on the one hand, by the regression curve and, on the other hand, by the measurement carried out on the soil subjected to the determination, for the same value of other selected characteristics - internal surface of the soil, content of soil organic carbon or cation exchange capacity of the soil - and we interpret the result from confidence hyperbolas as follows:
  • a test sample of 1 g of soil (fresh or air-dried) is introduced into a 50 ml Erlenmeyer flask and 0.2 ml of toluene, 4 ml of a buffer solution at pH 10.8 are added.
  • a buffer solution at pH 10.8 (Dilute in 800 ml of water, 200 ml of a stock solution containing 12.1 g of Tris buffer
  • c2.Calibration curve (colored standard solution): 1 ml of a standard solution of p-nitrophenol (lg / 1) is diluted in 100 ml of water and the resulting dilution is distributed in Erlenmeyer flasks, to reason respectively 0, 1, 2, 3, 4 and 5 ml. Adjust to 5 ml with water, which gives a range of concentrations from 0 to 50 ⁇ g of p-nitrophenol. The absorption of this range is measured at 410 ⁇ m and the corresponding curve is plotted. c3.test socket
  • This activity is expressed in ⁇ g of p-nitrophenol produced in one hour per lg of dry soil, that is to say taking into account the measurement of the humidity carried out under a above.
  • the measurement used is that of the technique known as "methylene blue” from the Central Laboratory of Bridges and Roads.
  • the assay consists in making additions of methylene blue (10 g / l) in a suspension containing the test portion until the particles of the soil are covered with a monomolecular layer of this dye. a - Preparation of the soil sample
  • a sample of soil is sieved to 2mm and a test sample of 1 g is taken and placed in 100 ml of deionized water. 10 ml of an aqueous solution of sodium hexametaphosphate at 100 g / l are added thereto. Then put in the mixer for 30 seconds.
  • the internal surface is expressed in m 2 / g of soil as follows:
  • y weight percentage of clay in the soil.
  • Agron. 15: 161-172 modified by the AFNOR standard for soil analysis. It consists in oxidizing the organic carbon by a sulfochromic solution at the boiling point and in dosing the ions
  • a range of glucose is prepared from a mother solution of glucose at 10 g / l (therefore at 4 g of carbon per liter). dilutions titrating 0, 10, 20, 60, 100, 200, 300, 400, 500 and 600 ⁇ g of carbon / ml respectively. The absorption of this range is measured under 625 ⁇ m and the corresponding calibration curve is plotted.
  • the apparatus being calibrated to take into account the absorption of a control prepared according to the conventional principle recalled under example 1, the absorption of the test sample prepared as indicated under a is measured (suspension of liquid incubation), and we refer to the calibration curve to derive the carbon concentration expressed in ⁇ g of carbon per cm 3 of suspension (value which can be directly related to the weight of dry soil).
  • the organic carbon content is expressed as follows:
  • Carbon content (%) (z) (1 / 50p) (100) (1/100-h) formula in which:
  • This method distinguishes soils containing carbonates and acidic soils.
  • the sodium and chlorine present in the solution are measured in aliquots of the contents of the flask relative to standard solutions (RHOADES method, section 10-3. of the same work).
  • C.E.C. cation exchange capacity
  • - cNa is the Na concentration, expressed in milliequivalents per liter, of the saturated solution
  • - cNaCl is the NaCl concentration, expressed in milliequivalents per liter, of the saturated solution
  • C.E.C. cation exchange capacity
  • V 1 volume in ml of the MgSO 4 solution added
  • V 3 volume in ml of the final supernatant solution.
  • alkaline phosphatase could be determined using a substrate other than p-nitrophenyl phosphate, or even alkaline phosphatase could be measured directly by any suitable method.
  • the carbon content, C.E.C. and the internal surface could be measured by any other nationally or internationally recognized methods.

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Abstract

Le procédé consiste: à établir une corrélation entre, d'une part, la teneur en phosphate alcaline d'une série de sols de référence dont l'activité biologique est jugée satisfaisante et, d'autre part, une autre caractéristique physique et/ou chimique de cette série de sols de référence, par exemple la surface interne de ces sols, à mesurer la teneur en phosphate alcaline et ladite autre caractéristique du sol objet de la détermination, et à comparer les résultats desdites mesures à la corrélation établie à partir des sols de référence.

Description

Procédé de détermination de l'activité biologique d'un sol.
La présente invention concerne, d'une manière générale, un procédé de détermination de l'activité biologique d'un sol.
A l'heure actuelle, lorsque l'on désire estimer l'activité biologique d'un sol, on doit mettre en oeuvre des méthodes longues et complexes, telles que les méthodes biocidales (Jenkinsson et Ladd, 1981) ou les méthodes de mesure du dégagement de gaz carbonique ou de la teneur en adénosine tri-phosphate (Maire, 1987). Il s'ensuit que l'on se heurte à un coût d'analyse trop élevé ou à un durée excessive des opérations pour pouvoir appliquer ces méthodes à des déterminations de routine.
Or, il serait souhaitable de pouvoir disposer d'un procédé qui permette de mesurer l'activité biologique ou microbienne d'un sol, qui soit suffisamment simple, rapide et économique pour que les agriculteurs puissent y avoir recours à titre ordinaire.
Ce but est atteint selon l'invention en ce sens qu'elle propose un procédé qui consiste :
- à établir une corrélation entre, d'une part, la teneur en phosphatase alcaline d'une série de sols de référence dont l'activité biologique est jugée satisfaisante et, d'autre part, d'autres caractéristiques physiques et/ou chimiques de cette série de sols de référence,
- à mesurer la teneur en phosphatase alcaline et lesdites autres caractéristiques du sol objet de la détermination, et
- à comparer les résultats desdites mesures à la corrélation établie à partir des sols de référence.
La teneur en phosphatase alcaline peut être déterminée indirectement par la mesure de son activité enzymatique, laquelle peut être mise en évidence, par exemple, par la dégradation du phosphate de p-nitrophényle en p-nitrophénol.
Le choix s'est porté sur la phosphatase alcaline plutôt que sur une autre enzyme car cette enzyme répond à quatre critères importants :
- elle intervient dans une voie métabolique fondamentale (cycle de l'ATP) et, donc, elle existe chez tous les microorganismes ;
- elle n'existe pas dans les racines des plantes,
- son activité ne dépend pas de la teneur en phosphore des sols (la phosphatase acide est, elle, inhibée par les fortes teneurs en phosphore), et
- sa technique de dosage est simple et peu coûteuse.
Par suite, le dosage de l'activité de cette enzyme dans un échantillon de sol reflète bien, et de manière économique, l'activité biologique microbienne du sol en question.
II est toutefois nécessaire de corréler cette mesure avec une autre caractéristique du sol.
Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, une autre dite caractéristique est la surface interne du sol, c'est-à-dire la surface déployée par un quantité donnée de sol étalée en couche élémentaire.
Dans un second mode de mise en oeuvre de l'invention, une autre dite caractéristique avec laquelle est corrélée la mesure de la phosphatase alcaline est la teneur en carbone organique du sol.
Dans un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, une autre dite caractéristique avec laquelle est corrélée la mesure de la phosphatase alcaline est la capacité d'échange cationique du sol.
Les mesures faites sur les sols de référence permettent de tirer de la représentation graphique de leur corrélation une droite de régression et l'ensemble axes/droite de régression forme un abaque que l'on utilise ensuite pour estimer l'activité biologique du sol soumis à la détermination.
Plus précisément, on a déterminé expérimentalement. dans le cadre du premier mode de mise en oeuvre évoqué plus haut, que la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
. activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir de phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée
. surface interne du sol exprimée en m2 /g de sol, portée en abscisse,
fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,95.
Dans le cadre du second mode de mise en oeuvre de l'invention, la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
. activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir de phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée,
. teneur en carbone organique du sol exprimé en ° /º º , portée en abscisse,
fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,75.
Dans le cadre du troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
. activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir de phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée,
. capacité d'échange cationique du sol exprimée en milliéquivalents/g de sol sec portée en abscisse,
fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,65.
Quel que soit le mode de mise en oeuvre choisi, on compare les valeurs de l'activité enzymatique. de la phosphatase alcaline données, d'une part, par la courbe de régression et, d'autre part, par la mesure effectuée sur le sol soumis à la détermination, pour la même valeur d'autres caractéristiques choisies - surface interne du sol, teneur en carbone organique du sol ou capacité d'échange cationique du sol - et l'on interprète le résultat à partir des hyperboles de confiance comme suit :
- valeur dans les hyperboles à 95 % : bon
- valeur dans les hyperboles à 90 % : insuffisant
ou fort
- valeur hors des hyperboles à 90% : mauvais ou excessif Il a été vérifié sur plus de deux cents sols agricoles des zones tempérées et tropicales que le procédé selon l'invention donne des résultats parfaitement corrélés avec ceux des méthodes complexes évoquées plus haut.
Le protocole opératoire des trois variantes du procédé selon l'invention est décrit ci-après, étant toutefois entendu que les techniques de dosage sont en elles-mêmes connues et que l'invention réside dans la corrélation des mesures.
Pour les sols de référence, dans ces exemples, on a utilisé des prélèvements sur des parcelles d'essais de longue durée (Déhérain, Versailles, Dijon, ITCF) dont on connaît bien les fonctionnements et les rendements des cultures.
EXEMPLE 1
Corrélation entre la mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et celle la surface interne du sol.
1) Mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase acide
On utilise la méthode de TABATABAI et BRENNER, 1982, In. Methods of Soil Analysis, Part 2 by A.L. PAGE et al. American Society of Agronomy, modifiée par Claude BOURGUIGNON, 1987. Le sol est tamisé à 2mm. Une partie est exposée pendant 3 jours à l'air libre et une autre partie est utilisée immédiatement. Dans les deux cas (sol frais et sol séché à l'air), le protocole est le même :
a -Mesure de l'humidité
On pèse un échantillon de 50 g de sol séché à l'air ou frais, on le met à sécher pendant 24 heures dans une étuve à 105°C et on le pèse de nouveau après refroidissement dans un dessicateur. La différence donne la teneur en humidité exprimée en grammes, teneur dont il faudra tenir compte pour l'expression des résultats (point c4. ci-dessous),
b -Incubation enzymatique
On introduit une prise d'essai de 1 g de sol (frais ou séché à l'air) dans une fiole Erlenmeyer de 50 ml et on ajoute 0,2 ml de toluène, 4 ml d'une solution tampon à pH 10,8 (Diluer dans 800 ml d'eau, 200 ml d'une solution mère contenant 12,1 g de tampon Tris
(hydroxyméthylaminométhane), 11,6 g d'acide malique, 14 g d'acide citrique et 6,3 g d'acide borique dans 488 ml de NaOH, 1N. Diluer avec H2O et ramener à 1 litre) et 1 ml d'une solution de phosphate de p-nitrophényle. On agite, on bouche la fiole et on incube dans un agitateur fonctionnant à 50 révolutions/mn (50 rpm) à 37°C pendant 1 heure. Sous l'action de la phosphatase acide contenue dans la prise d'essai, une quantité plus ou moins grande de phosphate de p-nitrophényle est convertie en p-nitrophénol.
c -Mesure spectrophotométrigue
Elle consiste à mesurer la quantité de p-nitrophénol produite, laquelle est fonction de l'activité de la phosphatase alcaline,
c1.Témoin :
On met lg de sol à incuber comme précédemment, mais sans adjonction de phosphate de p-nitrophényle. Après incubation, on ajoute 1 ml d'une solution aqueuse de CaCl2 . H2 O , à la concentration de 73 , 5g/l itre et 4 ml d ' une solution aqueuse de NaOH 0,5 Molaire. On agite, puis on filtre sur papier Whatman n° 40 et lit au spectrophotomètre sous 410μm.
c2.Courbe d'étalonnage (solution standard colorée) : On dilue 1 ml d'une solution standard de p-nitrophénol (lg/1) dans 100 ml d'eau et l'on distribue la dilution résultante dans des fioles Erlenmeyer, à raison respectivement de 0, 1, 2, 3, 4 et 5 ml. On ajuste à 5 ml avec de l'eau, ce qui donne une gamme de concentrations allant de 0 à 50 μg de p-nitrophénol. On mesure l'absorption de cette gamme à 410μm et on trace la courbe correspondante. c3.prise d'essai
A l'issue de la période d'incubation enzymatique, on ajoute, comme pour le témoin, 1 ml d'une solution aqueuse de CaCl2.HzO, à la concentration de 73,5g/litre et 4 ml d'une solution aqueuse de NaOH 0,5 Molaire. On agite, puis on filtre sur papier Whatman n° 40. Le spectrophomètre étant calé en fonction de l'erreur introduite par le témoin, on mesure l'absorption à 410μm.
c4. expression des résultats
A partir de cette absorption et de la courbe d'étalonnage obtenue sous c2, on détermine la concentration en p-nitrophénol de la prise d'essai et donc, indirectement, l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline.
Cette activité est exprimée en μg de p-nitrophénol produit en une heure par lg de sol sec, c'est-à-dire en tenant compte de la mesure de l'humidité effectuée sous a ci-dessus.
2 - Mesure de la surface interne du sol
La mesure utilisée est celle de la technique dite "au bleu de méthylène" du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Le dosage consiste à faire des ajouts de bleu de méthylène (10 g/l) dans une suspension contenant la prise d'essai jusqu'au recouvrement des particules du sol par une couche monomoléculaire de ce colorant. a - Préparation de l'échantillon de sol
Un prélèvement de sol est tamisé à 2mm et une prise d'essai de 1 g est prélevée et mise dans 100 ml d'eau permutée. On y ajoute 10 ml d'une solution aqueuse d'hexamétaphosphate de sodium à 100 g/l. On met ensuite au mixeur pendant 30 secondes.
b - Fixation du bleu de méthylène
On fait des ajouts de 2 ml de solution de bleu de méthylène (10g/l) jusqu'à ce qu'une goutte du mélange suspension de sol/bleu de méthylène, déposée sur du papier filtre, laisse apparaître une auréole bleu clair autour de la tache résultante.
c - Expression des résultats
La surface interne est exprimée en m2 /g de sol de la façon suivante :
Surface interne = (x.s) (1/y)
formule dans laquelle :
x = volume en ml de solution de bleu de méthylène nécessaire pour recouvrir lg de sol
s = surface en m2 déployée par lg de bleu de méthylène, en l'occurence 19,85 m2
y = pourcentage pondéral d'argile dans le sol.
3 - Corrélation
Une série de mesures a été faite sur des échantillons de sols de référence considérés comme satisfaisants sur le plan de leur activité biologique.
Les résultats sont exprimés graphiquement à la figure 1 du dessin annexé.
A partir de ces résultats, on a pu établir une droite de régression dont le coefficient de régression r est de 0,955. On obtient ainsi un abaque de corrélation.
4 - Exploitation
En procédant aux mêmes mesures de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et de la surface interne sur un échantillon de sol dont on veut déterminer l'activité biologique et en comparant les résultats obtenus avec l'abaque issue de l'étape 3 , on peut juger de cette activité biologique- EXEMPLE 2
Corrélation entre la mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et celle de la teneur en carbone organique.
1) Mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase acide
On procède comme à l'exemple 1 et le résultat obtenu est exprimé de la même façon.
2) Mesure de la teneur en carbone organique
La méthode utilisée est celle de ANNE, P. 1945; Ann.
Agron. 15:161-172, modifiée par la norme AFNOR d'analyse des sols. Elle consiste à oxyder le carbone organique par une solution sulfo-chromique à l'ébullition et à doser les ions
Cr+++ par spectrocolorimétrie à 625 μm.
a - Mode opératoire
On opère sur une prise d'essai de sol pesant de 200 mg à 5 g selon que le sol est supposé contenir de 20 à 1 % de carbone. On introduit cette prise d'essai dans un ballon à col rodé, on ajoute 50 ml de mélange suifo-chromique (30 g de CrO3 dissous dans 540 ml d'eau distillée + 500 ml d'acide sulfurique concentré) et 15 ml d'acide sulfurique concentré. Après avoir adapté au col rodé du ballon un réfrigérant à reflux, on porte le contenu du ballon à l'ébullition pendant
5 mn. On laisse refroidir pendant 30 mn, puis on transvase quantitativement dans une fiole jaugée de 200 ml. On laisse reposer une heure, après quoi on décante le liquide clair de la fiole. Après un nouveau repos, de 12 heures cette fois, on décante dans un pilulier à bouchon hermétique.
b - Mesure spectrocolorimètrique
b1. Gamme étalon
On prépare, à partir d'une solution mère de glucose à 10 g/l (donc à 4 g de carbone par litre), une gamme de dilutions titrant respectivement 0, 10, 20, 60, 100, 200, 300, 400, 500 et 600 μg de carbone/ml. On mesure l'absorption de cette gamme sous 625 μm et on trace la courbe d'étalonnage correspondante.
b2. Mesure
L'appareil étant calé pour tenir compte de l'absorption d'un témoin préparé selon le principe classique rappelé sous l'exemple 1, on mesure l'absorption de la prise d'essai préparée comme indiqué sous a (suspension de liquide d'incubation), et l'on s'en rapporte à la courbe d'étalonnage pour en tirer la concentration en carbone exprimée en μg de carbone par cm3 de suspension (valeur qui peut directement être rapportée au poids de sol sec).
c - Expression des résultats
La teneur en carbone organique est exprimée comme suit :
Teneur en carbone (%) = (z) (1/50p) (100) (1/100-h) formule dans laquelle :
z = concentration en carbone en μg/g
p = poids de la prise d'essai (en g)
h = humidité de la terre (en g) mesurée comme à l'exemple 1. 3 - Corrélation
Une série de mesures a été faite sur des échantillons de sols de référence considérés comme satisfaisants sur le plan de leur activité biologique.
Les résultats sont exprimés graphiquement à la figure 2 du dessin annexé.
A partir de ces résultats, on a pu établir une droite de régression dont le coefficient de régression r est de 0,7502. On obtient ainsi un abaque de corrélation.
4 - Exploitation
En procédant aux mêmes mesures de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et de la teneur en carbone organique sur un échantillon de sol dont on veut déterminer l'activité biologique et en comparant les résultats obtenus avec l'abaque issu de l'étape 3, on peut juger de cette acticité biologique.
EXEMPLE 3
Corrélation entre la mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et celle de la capacité d'échange cationique.
1) Mesure de l'activité enzymatique de la phosphatase acide
On procède comme à l'exemple 1 et le résultat obtenu est exprimé de la même façon.
2) Mesure de la capacité d'échange cationique
On utilise la méthode de RHOADES, J.D. 1982. In : Methods of soil analysis, Part 2 by PAGE, A.L. ; MILLER, R.H. and KEENEY, D.R. American Society of Agronoroy, Madison, U.S.A.
Cette méthode distingue les sols contenant des carbonates et les sols acides.
2a- Sols contenant des carbonates
2a1 -Mode opératoire
On pèse 4 à 5 g de sol sec que l'on met dans un tube à centrifuger. On ajoute 33 ml d'une solution saturante de NaOAc, 0,4N et de NaCl 0 , 1N avec 60 % d'éthanol et ajustée à pH 8,2 avec une solution de NaOH 6N. On agite pendant 5 mn et on centrifuge à 1000 tours/mn pendant 5 mn. On élimine le surnageant et on répète d'opération quatre fois. On ajoute ensuite 33 ml d'une solution de MgNO3 à 0,5 N, on agite pendant 5mn et on centrifuge jusqu'à éclaircissement du surnageant que l'on verse dans une fiole de 100 ml. On répète l'opération deux fois et on ramène à 100 ml exactement.
On dose, dans des aliquots du contenu de la fiole, le sodium et le chlore présents dans la solution par rapport à des solutions standard (Méthode de RHOADES, section 10-3. du même ouvrage).
2a2 - Expression des résultats
La capacité d'échange cationique (C.E.C.), en milliéquivalents pour 100 g de sol sec, est exprimée comme suit :
C.E.C. = (100/p sol) [(cNa) (100/v al)-(cCl) (100/v al)(cNaCl)] dans laquelle :
- p sol est le poids en grammes de l'échantillon de sol
- cNa est la concentration en Na, exprimée en milliéquivalents par litre, de la solution saturante
- v al est le volume de l'aliquot en ml
- cCl est la concentration en Cl, exprimée en milliéquivalents par litre, de la solution saturante
- cNaCl est la concentration en NaCl, exprimée en milliéquivalents par litre, de la solution saturante
2b- Sols acides
2b1 -Mode opératoire
on pèse 2 g de sol sec que l'on place dans un tube à centrifugation. On ajoute 20 ml d'une solution de BaCl2 0,1M. On agite pendant 2 heures et on centrifuge. On jette le surnageant et on répète l'opération deux fois avec 20 ml de BaCl2 0,002M. On ajoute 10 ml d'une solution de MgSO4 0,005M et on agite pendant 1 heure. On ajuste la capacité d'échange à celle d'une solution de référence de MgSO4 0,0015M par ajouts successifs d'une solution de MgSO4 0,005M ou d'eau distillée. On agite doucement pendant une nuit. On pèse le tube et on centrifuge. On détermine le pH et la concentration en Mg du surnageant. 2b2 Expression des résultats
La capacité d'échange cationique (C.E.C.), en milliéquivalents pour 100 g de sol sec, est exprimée comme suit :
- si l'on n'a ajouté que de l'eau distillée : CEC = 100(0,1-C1V3)/p sol - si l'on a ajouté du MgSO4
CEC = 100 (0,01V1 -C1V3)/p sol formules dans lesquelles :
- p sol = poids en grammes de l'échantillon de sol sec
- C1 = concentration en Mg dans le surnageant en milliéquivalents/ ml
- V1 = volume en ml de la solution de MgSO4 ajoutée - V3 = volume en ml de la solution finale de surnageant.
3 - Corrélation
Une série de mesures a été faite sur des échantillons de sols de référence considérés comme satisfaisants sur le plan de leur activité biologique.
Les résultats sont exprimés graphiquement à la figure 3 du dessin annexé.
A partir de ces résultats, on a pu établir une droite de régression dont le coefficient de régression r est de 0,6482. On obtient ainsi un abaque de corrélation.
4 - Exploitation
En procédant aux mêmes mesures de l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline et de la capacité d'échange cationique sur un échantillon de sol dont on veut déterminer l'activité biologique et en comparant les résultats obtenus avec l'abaque issu de l'étape 3, on peut juger de cette acticité biologique.
Que l'on ait recours à l'un ou l'autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on n'a à effectuer que des opérations simples, rapides et peu coûteuses. On peut, par suite, les appliquer couramment aux sols agricoles en vue d'aboutir à une "analyse conseil". Cela est d'autant plus utile que l'intensification de l'agriculture a conduit à une perte de matière organique dans les sols avec une baisse consécutive de leur activité microbienne. Le procédé selon l'invention permet aux agriculteurs de juger de l'état de leur sol ainsi que de vérifier l'efficacité de tel ou tel produit dans le maintien ou l'augmentation de son activité biologique.
Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux modes opératoires décrits ci-dessus, à titre d'exemples. En particulier, l'activité enzymatique de la phosphatase alcaline pourrait être déterminée en utilisant un autre substrat que le phosphate de p-nitrophényle, ou même la phosphatase alcaline pourrait être dosée directement par tout procédé approprié. De même, la teneur en carbone, la C.E.C. et la surface interne pourraient être mesurées par toutes autres méthodes reconnues sur le plan national ou international.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de détermination de l'activité biologique d'un sol, caractérisé en ce qu'il consiste i
- à établir une corrélation entre, d'une part, la teneur en phosphatase alcaline d'une série de sols de référence dont l'activité biologique est jugée satisfaisante et, d'autre part, d'autres caractéristiques physiques et/ou chimiques de cette série de sols de référence,
- à mesurer la teneur en phosphatase alcaline et lesdites autres caractéristiques du sol objet de la détermination, et
- à comparer les résultats desdites mesures à la corrélation établie à partir des sols de référence.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la teneur en phosphatase alcaline de façon indirecte, par une mesure de son activité enzymatique.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une autre dite caractéristique est la surface interne du sol.
4 - Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir de phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée,
surface interne du sol exprimée en m2 /g de sol, portée en abscisse,
fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,95.
5 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une autre dite caractéristique est la teneur en carbone organique du sol.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
. activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir du phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée,
. teneur en carbone organique du sol exprimé en pour mille (o /oo), portée en abscisse,
fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,75.
7 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une autre dite caractéristique est la capacité d'échange cationique du sol.
8 - Procédé selon la revendication 2 ou 7, caractérisé en ce que la droite de régression obtenue à partir des couples de mesures
. activité enzymatique de la phosphatase alcaline exprimée en μg de p-nitrophénol produit à partir de phosphate de p-nitrophényle /g de sol sec/heure, portée en ordonnée,
. capacité d ' échange cationique du sol exprimée en milliéquivalents/g de sol, portée en abscisse, fait apparaître un facteur de régression r de l'ordre de 0,65.
9 - Procédé selon l'une quelconque des revendication 4, 6 ou 8 caractérisé en ce qu'il consiste à comparer les valeurs d'activité enzymatique de la phosphatase alcaline données, d'une part, par la courbe de régression et, d'autre part, par la mesure sur le sol soumis à la détermination, pour la même valeur d'autres caractéristiques choisies entre la surface interne du sol, sa teneur en carbone organique et sa capacité d'échange cationique, et à interpréter le résultat à partir des hyperboles de confiance comme suit :
- valeur dans les hyperboles à 95 % : bon
- valeur dans les hyperboles à 90 % : insuffisant ou fort
valeur hors des hyperboles à 90 % : mauvais excessif.
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